
装饰器模式(Decorator Pattern)是一种结构型设计模式,它允许在不修改原有对象结构的情况下,动态地为对象添加新的职责。其核心思想是通过组合(Composition)而非继承(Inheritance)来扩展功能。一个装饰器通常会包装(wrap)一个现有对象,并提供与被包装对象相同的接口,同时在调用被包装对象的方法前后添加额外的逻辑。
然而,当被装饰对象内部的方法(例如一个“helper”方法)在自身内部被调用时,装饰器模式的这种外部增强机制就显得力不从心。考虑以下场景:一个Flag接口定义了wave()和calculateWind()方法,其中FlagImpl实现了Flag,并且wave()方法内部调用了calculateWind()。
// 原始接口
public interface Flag {
int wave();
int calculateWind();
}
// 原始实现
public class FlagImpl implements Flag {
@Override
public int wave() {
System.out.println("FlagImpl: Waving...");
// 内部调用自己的 calculateWind() 方法
return calculateWind();
}
@Override
public int calculateWind() {
System.out.println("FlagImpl: Calculating wind (original).");
return 8;
}
}现在,我们尝试用装饰器来“装饰”FlagImpl:
// 装饰器实现 (存在问题)
public class DecoratedFlag implements Flag {
private Flag flag; // 持有被装饰对象的引用
public DecoratedFlag(Flag flag) {
this.flag = flag;
}
@Override
public int wave() {
System.out.println("DecoratedFlag: This is decorated wave behavior.");
// 调用被装饰对象的 wave() 方法
return flag.wave();
}
@Override
public int calculateWind() {
System.out.println("DecoratedFlag: This is ALSO decorated calculateWind behavior.");
// 错误:这里会发生无限递归调用自身,导致 StackOverflowError
// return calculateWind();
// 正确的装饰器通常会调用被装饰对象的同名方法,但依然无法改变 FlagImpl 内部的调用
return flag.calculateWind();
}
}当执行以下代码时:
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public class Main {
public static void main(String[] args) {
Flag flag = new DecoratedFlag(new FlagImpl());
int result = flag.wave();
System.out.println("Wave result: " + result);
}
}输出将是:
DecoratedFlag: This is decorated wave behavior. FlagImpl: Waving... FlagImpl: Calculating wind (original). Wave result: 8
从输出中可以看出,DecoratedFlag的wave()方法被调用了,但当它内部调用flag.wave()时,FlagImpl的wave()方法仍然调用的是它自己的calculateWind(),而不是DecoratedFlag的calculateWind()。这是因为FlagImpl对象本身并不知道它被DecoratedFlag包装了,它只按照自己的内部逻辑来执行。
此外,原始DecoratedFlag中calculateWind()方法的实现return calculateWind();会导致无限递归,引发StackOverflowError。正确的装饰器实现应该调用被包装对象的同名方法,即return flag.calculateWind();。但即使这样修正,也无法改变FlagImpl内部对自身方法的调用。
如果我们的目标是让一个类的方法在内部调用另一个方法时,能够调用到子类中被覆盖(override)的版本,那么继承(Inheritance)通常是更直接和合适的模式,特别是结合抽象基类和模板方法模式的思想。
这种方法的核心是定义一个抽象基类,其中包含所有方法的默认实现或抽象声明。具体实现类(包括“装饰后”的版本)则继承这个基类,并可以覆盖其方法。当基类中的方法调用其他内部方法时,如果这些方法在子类中被覆盖,那么实际执行的将是子类中的覆盖版本。
让我们用Java来重构这个例子:
// 抽象基类,定义了行为和内部调用逻辑
public abstract class AbstractFlag {
public int wave() {
System.out.println("AbstractFlag: Waving...");
// 这里调用的是当前对象的 calculateWind() 方法
// 如果子类覆盖了 calculateWind(),则会调用子类的版本
return calculateWind();
}
// 抽象方法或提供默认实现,供子类覆盖
public abstract int calculateWind();
}
// 具体的旗帜实现
public class SimpleFlag extends AbstractFlag {
@Override
public int calculateWind() {
System.out.println("SimpleFlag: Calculating wind (original).");
return 8;
}
}
// 通过继承实现“装饰”效果的旗帜
public class EnhancedFlag extends AbstractFlag {
@Override
public int wave() {
System.out.println("EnhancedFlag: Adding some pre-wave effects...");
// 调用父类的 wave() 方法,父类的 wave() 会再调用当前对象的 calculateWind()
// 而当前对象的 calculateWind() 已经被 EnhancedFlag 覆盖了
return super.wave() + 100; // 在父类行为基础上增加
}
@Override
public int calculateWind() {
System.out.println("EnhancedFlag: Calculating wind (enhanced).");
// 调用父类的 calculateWind() 方法,并在其基础上增加
return super.calculateWind() + 300;
}
}现在,我们来运行这个新的结构:
public class MainInheritance {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("--- Testing SimpleFlag ---");
AbstractFlag simpleFlag = new SimpleFlag();
System.out.println("CalculateWind: " + simpleFlag.calculateWind());
System.out.println("Wave: " + simpleFlag.wave());
System.out.println("\n--- Testing EnhancedFlag ---");
AbstractFlag enhancedFlag = new EnhancedFlag();
System.out.println("CalculateWind: " + enhancedFlag.calculateWind());
System.out.println("Wave: " + enhancedFlag.wave());
}
}输出结果:
--- Testing SimpleFlag --- SimpleFlag: Calculating wind (original). CalculateWind: 8 AbstractFlag: Waving... SimpleFlag: Calculating wind (original). Wave: 8 --- Testing EnhancedFlag --- EnhancedFlag: Calculating wind (enhanced). SimpleFlag: Calculating wind (original). CalculateWind: 308 EnhancedFlag: Adding some pre-wave effects... AbstractFlag: Waving... EnhancedFlag: Calculating wind (enhanced). SimpleFlag: Calculating wind (original). Wave: 408
从EnhancedFlag的输出可以看出:
以上就是深入理解Java Decorator模式:如何处理内部方法与继承的替代方案的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!
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